X線の輝き:超新星によって刻まれた局所的なホットバブルの証拠

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私はこの週末のバックパッキングをロッキーマウンテン国立公園で過ごしました。雪に覆われた山々と危険なほど近くにいる野生生物は驚異的でしたが、夜空は大成功でした。火がなければ、星、いくつかの惑星、そして驚くほど明るい天の川が私たちの道を導く唯一の光を提供しました。

しかし、人間の目で見た夜空は比較的暗いです。星、星雲、銀河から宇宙全体に広がる小さな可視光は、実際には地球に到達します。しかし、X線検出器から見た夜空全体がかすかに光っています。

空を透過する軟X線グローの起源は、過去50年間、非常に議論されてきました。しかし、新しい発見はそれが太陽系の内側と外側の両方から来ていることを示しています。

エネルギーが約250電子ボルト(可視光のエネルギーの約100倍)のX線で何十年も空をマッピングすると、空全体にやわらかな放射が現れました。そして天文学者たちはその源を長い間探し求めてきました。

当初、天文学者は、X線の背景を説明するために、ガスの「局所的な高温の泡」を提案しました—おそらく過去2000万年の間に近くの超新星爆発によって刻まれました。改善された測定により、太陽が星間ガスが異常にまばらである領域にあることがますます明らかになりました。

しかし、天文学者が彗星が軟X線の予想外の発生源であることに気付いたとき、地元のバブルの説明は挑戦されました。実際、太陽風電荷交換として知られるこのプロセスは、原子が太陽風イオンと相互作用するあらゆる場所で発生する可能性があります。

この発見の後、天文学者たちは太陽系の内部に目を向け、X線のバックグラウンドが、太陽風の中の電離粒子が拡散惑星間ガスと衝突することによって生成されるのではないかと考え始めました。

傑出した謎を解決するために、マイアミ大学のMassimilliano Galeazzi率いる天文学者のチームが、必要な測定を行うことができるX線装置を開発しました。

Galeazziと同僚は、もともとウィスコンシン大学によって設計され、1970年代に探査ロケットで飛行したX線検出器を再構築、テスト、校正、適合させました。ミッションは、ローカルギャラクシーからの拡散X線放出のために、DXLと名付けられました。

2012年12月12日、NASAのブラックブラントIX観測ロケットの上にあるニューメキシコのホワイトサンズミサイル射程からDXLが打ち上げられました。それは160マイルのピーク高度に達し、地球の大気の上で合計5分間過ごしました。

収集されたデータは、放出が局所的な高温の気泡によって支配されており、最大で40%が太陽系内から発生していることを示しています。

「これは重要な発見です」とマイアミ大学の主執筆者Massimiliano Galeazziはプレスリリースで述べています。 「具体的には、局所的な泡の存在または非存在は、太陽に近い銀河の理解に影響を与え、銀河構造の将来のモデルの基礎として使用できます。」

現在、太陽系が銀河系を移動するときに、冷たい星間ガスの小さな雲を通過していることが明らかになりました。

雲の中性水素およびヘリウム原子は、約56,000 mph(90,000 km / h)で太陽系を流れます。水素原子はすぐに電離しますが、ヘリウム原子は主に太陽の重力によって支配される経路を移動します。これにより、中性原子の密度がはるかに高くなる、ヘリウム集束コーン(太陽の下流に微風が集束する)が作成されます。これらは太陽風イオンと容易に衝突し、軟X線を放出します。

局所的なホットバブルの確認は、星間物質の理解における重要な進展であり、星の形成と銀河の進化を理解するために重要です。

NASAのゴダード宇宙飛行センターの共著者であるF.スコットポーターは、次のように述べています。 「異例のことですが、そのような多様な関心を持つ科学者が集まり、そのような画期的な結果を生み出すことは非常にやりがいがあります。」

この論文はNatureに掲載されました。

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